啤酒厂污水处理站操作手册.doc

***啤酒有限公司
污水处理站

操

作

手

册

2008．03．12

目 录
第一章 总 论 2
一、概述 2
二、设计依据 2
三、主要设计条件资料 3
四、设计指导思想 3
第二章 扩改设计说明及污水处理工艺原理 4
一、扩改设计说明 4
第三章 污水处理扩改工程设计 6
一、设计规模 6
二、设计进水水质 6
三、外排水水质指标 6
四、污水处理工艺流程 6
五、预期处理效果 8
第四章 污水处理工艺原理及特点 9
一、污水处理主工艺 9
二、工艺原理及特点 9
第五章 本工艺所涉及的几个基本概念 14
第六章 菌种的培养与驯化 17
第七章 正常运行期间污水站的操作 19
第八章 常见问题及解决办法 20

第一章 总 论
一、概述
云南***啤酒有限公司是经过改制重组而组建的中外合资股份制企业，根据啤酒行业集团化运作的需求，该公司拟扩建成环保型、花园式、现代化啤酒企业，随着企业的快速发展以及市场份额占有率的逐步提高，该公司决定在原年生产10万吨的基础上扩建至20万吨，逐步形成年生产能力达到30万吨的规模。目前该公司生产的各种档次啤酒深受消费者欢迎，销售市场不断扩大，成为当地财政收入的重要支柱企业，并带动了当地经济的快速发展。
啤酒生产废水中含有大量的酒糟残体、残余啤酒等有害无毒有机物，含有极高的BOD和COD，排放到自然水体中易造成环境污染，危害人类健康。该公司根据国家环境保护“三同时”政策，该公司决定对现污水站进行扩建和改造，将污水处理能力达到5000m3/d，以使企业投产后车间的生产废水同时实现达标排放。受该公司委托，郑州碧水环保科技有限公司(原信阳碧水环保科技有限公司)对该公司的污水处理工程提出以下设计方案。
二、设计依据
①、国家《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）；
②、《给排水工程结构设计规范》；
③、《中华人民共和国环境保护法》；
④、《中华人民共和国水污染防治法》。
三、主要设计条件资料
①、云南***啤酒有限公司提供的污水水质、日处理量及排水规律；
②、云南***啤酒有限公司执行的排放标准及相关环保局文件；
③、给水排水工程结构设计规范；
④、我公司多年从事啤酒废水处理总结的先进、成熟的技术经验。
四、设计指导思想
①、根据国家相关环保标准、污水处理技术水平，采用合理、成熟、先进的污水处理工艺，降低处理成本，使污水处理站正常稳定达标排放；
②、采用低耗、高效、易操作、便管理的设备，最大限度地节约运行费用，减轻劳动强度；
③、合理布置系统流程，减少废水提升次数，降低运行成本；
④、尽量减少工程占地；
⑤、污泥及浮渣处理完善、消除二次污染。

第二章 扩改设计说明及污水处理工艺原理
一、扩改设计说明
应贵公司的要求，本次技改后***啤酒有限公司污水处理站的污水处理能力由目前水平提高到5000m3/d。我公司对现污水处理站构筑物进行多次分析，从业主角度出发，采用先进的污水处理工艺，在保证外排水达标排放的基础上，尽可能利用现有构筑物，降低污水处理工程投资和污水处理运行成本，简化运行操作管理。
本设计做以下技改调整：
1、在二期污水处理站位置（一期污水站的调节池位置部分被占用）上扩建成日处理能力为5000立方的污水处理站。当企业生产规模扩大到30万吨时，再在原一期污水站的构筑物位置上扩建成日处理3000立方的污水处理站；
2、调节池采用现二期污水处理站风机房旁调节池。池内设三台潜水搅拌机，以对调节池内的污水进行混合搅拌，以使污水的水质、水量得到充分的调节；
3、拆除二期污水站调节池和一期污水处理站调节池，在此位置新建四台UASB反应器。UASB反应器为全封闭型，出水区产生的少量臭气经除臭装置处理后达到排放标准，对环境没有任何污染；UASB产生的沼气进行回收利用，实现循环经济；
4、拆除二期氧化沟内的曝气转刷，对氧化沟进行改建，加高改造成CASS池。CASS池分两组，一组曝气，一组沉淀、排水，交替运行；
5、CASS池曝气系统采用“罗茨鼓风机+球冠形可变微孔曝气器”，可以提高氧的利用率，提高处理效率，减少电耗；
6、CASS池排水系统采用全自动滗水器，可以自动实现停止曝气、沉淀和排水，处理后的达标污水可以自动排出；
7、把围墙边的好氧池改为清水池，在好氧池和调节池间的空地建一座压滤机房，新上一台DY2000的带式压滤机。此种压滤机操作简便，处理效率高。压滤机房设在此处便于污泥外运；
8、拆除现在线监测仪房，将一组好氧池改造为在线监测房；
9、配电柜采用现配电柜进行改造，各运行设备采用中央控制系统进行控制，采用微机操作。

第三章 污水处理扩改工程设计
一、设计规模
日处理啤酒生产废水5000m3。
二、设计进水水质
CODcr：≤2500mg/L
BOD5： ≤1300mg/L
pH： 5.0~10.0
SS： ≤400mg/L
氨氮： ≤20mg/L
三、外排水水质指标
处理后优于新执行的国家《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）：
污染物名称
BOD5（mg/L）
CODcr（mg/L）
SS（mg/L）
pH
氨氮（mg/L）
总磷（mg/L）
标准值
20
80
70
6~9
15
3
四、污水处理工艺流程
废水

旋转细格栅
调节池
回收利用 泵
水封箱 沼气 厌氧UASB池
过滤液
上清液

风机 CASS池 浓缩池 压滤机 干泥外运

达标排放
污水处理工艺流程简图
污水处理污泥流程图

厌氧UASB罐
CASS池 CASS池
污泥浓缩池
压滤机 泥饼外运
污水处理污泥流程图
污水处理污水流程图
厂区污水
格栅
调节池
污水泵
厌氧UASB罐

CASS池

达标排放
污水流程图
工艺流程简介：
啤酒废水经旋转格栅去除废标纸等悬浮物后进入调节池。调节池设潜水搅拌机，以搅动废水，对废水的水质水量起调节作用。
污水经调节池调节后，由提升泵提升至厌氧UASB反应器。厌氧UASB是污水处理的核心反应设施，底部设压力布水装置，中上部设三相分离器，保证菌种、污水、沼气有良好的分离效果。经UASB的处理可降解大部分BOD和COD。
厌氧UASB反应器出水自流进入CASS池。CASS池集曝气和沉淀于一体，兼有除磷脱氮功能。污水经CASS池好氧处理后可达标排放。
CASS池污泥一部分回流入UASB池以补充和转化为池内的厌氧菌，其余部分作为剩余污泥用泵打入浓缩池。污泥经浓缩后，泵入压滤机房进行压滤，干泥外运作肥料或填埋，上清液回流入调节池重新进行处理。
五、预期处理效果
处理单元
水质

项目
水质指标（单位：mg/L，pH无量纲）
BOD5
CODcr
SS
pH
氨氮
格栅、调节池
进水
1300
2500
400
5.5~10
20
出水
1300
2500
400
6~9
20
去除率
/
/
/
/
/
厌氧UASB罐
进水
1300
2500
400
6~9
20
出水
325
750
120
6.5~8.0
16
去除率
75%
70%
70%
/
20%
CASS池
进水
325
750
120
6.5~8.0
16
出水
18
80
50
6.5~8.5
12
去除率
94%
89%
58%
/
25%
总排口排水

18
80
50
6.5~8.5
12
排放标准

20
80
70
6~9
15
由上表可见，在正常运行期间，总排口排水BOD5、CODcr、SS、氨氮值均优于新执行的国家《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005），完全能达到贵单位的建设要求。

第四章 污水处理工艺原理及特点
一、污水处理主工艺
本工程设计以厌氧UASB +CASS工艺为废水处理的主导工艺。
二、工艺原理及特点
1、厌氧UASB工艺
①、厌氧UASB由来
1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granular sludge）。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。
②、UASB工作原理
UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的泥水混合物，污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室的沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出UASB池。 

③、UASB的特点
a、厌氧UASB工艺是非常经济的处理技术，在废水处理成本上比好氧处理成本更低；
b、厌氧UASB产生的沼气回收用于烧锅炉，效益可观，具有较好的环境和经济效益；
c、厌氧UASB工艺处理负荷高，占地少；
d、厌氧UASB的菌种可以在终止供给废水与营养的情况下，保留其生物活性与良好的性能至少一年以上；
④、UASB的运行控制
根据UASB反应器运行期间污泥形态的变化情况和运行控制条件的差异，启动过程可分为污泥驯化期、颗粒污泥出现期和颗粒污泥成熟期三个阶段。污泥的颗粒化即为优化的重要结果，它是UASB工艺付之实际应用的关键。影响UASB启动的操作因素主要包括：接种污泥的性质；废水的性质；工艺运行的温度；pH值；ORP（氧化还原电位）；营养配比；微量无机元素的种类与数量等。
a、接近中性的条件是厌氧生物技术适宜的pH值环境。控制进水pH值范围应在6.5～9之间，出水pH值范围应在6.8～7.2之间。
b、各种微生物都在一定的温度范围内生长。水温不得低于15℃，否则要采取加热措施。控制反应器最佳温度范围在30～35℃之间。
c、进水的碱度影响反应器的启动，一般控制进水的碱度在1000 mg·L-1以上能成功地培养出颗粒污泥。
d、进水开始最好大水量低负荷，到去除效率提高时再提升有机负荷。增加容积负荷的过程中，厌氧污泥的浓度和活性在不断增加，污泥的生物吸附、絮凝、分解的有机物相应增加。
e、出水的VFA（挥发性脂肪酸）浓度在UASB反应器的运行控制中是一项重要的参数。正常运作应保持VFA浓度在400mg/COD/L以下，而200mg/COD/L是最佳。VFA积累过多，会抑制产甲烷菌的活性，从而影响废水的处理效果，过高的出水VFA浓度表明反应器内大量的VFA积累，因此是反应器“酸化”的预兆。
f、在调试结束正常运行期间，反应器内充满颗粒污泥，颗粒内部为黑色，外部包裹一层白色黏性物质，粒径大部分在1～3cm。
2、CASS工艺
⑴、CASS工艺特点
CASS（循环式活性污泥法）法是SBR（间歇式活性污泥法）工艺的一种新的形式，与SBR其他形式相比，其预反应区容积较小，是设计更加优化合理的生物选择器。CASS具有如下特点：
①、处理构筑物少，占地面积小，可省去沉淀池；
②、其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好；
③、进水过程连续，运行方式灵活，在BOD降低的同时有脱氮除磷的功能；
④、排水由可升降的滗水器完成，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。
⑵、CASS工艺曝气特点
CASS池在供气方式上采用鼓风机+球冠形可变微孔曝气方式对菌种进行充氧。曝气系统具有以下显著特点：
①、球冠形可变微孔曝气器是目前最先进的微孔曝气装置
曝气方式的改进主要是为了提高充氧性能，并方便运行维护，降低能耗。球冠形可变微孔曝气器是当前氧利用率最高的曝气器的一种，氧利用效率最高达40%，在国内国际广为应用。
②、曝气器不堵塞、不积垢
鼓风曝气时，空气由底座的通气孔经布气盘进入膜片与布气盘之间，在鼓风压力作用下，膜片微微鼓起，孔眼张开，空气从孔眼中扩散出去，形成细微的气泡，从而达到很高的氧转移效率。停止供气时，气压消失，膜片在自身的弹性和负压作用下使孔眼闭合，由于水压力的作用，膜片压实在布气盘上，曝气池中的混合液不会倒流入空气管中，更不会将孔眼堵塞。另外由于膜片较薄，因而孔眼开启时孔道较短，空气中即使含有少量尘埃，也可通过孔眼，不会造成堵塞。
③、布气均匀，曝气量按负荷控制，以提高氧的利用率。
鼓风曝气完全根据活性污泥降解污染物的特性，可以在池内对曝气装置进行均匀布置。这样可以降低能耗，提高氧的利用率。
④、噪音低
本设计采用低噪音三叶罗茨鼓风机进行鼓风，该风机结构先进，三化程度高。风机房设计时采用消音门、消音窗，周围种上绿化植物，可使站区噪音达到60分贝以下，不会产生二次污染。

第五章 本工艺所涉及的几个基本概念
1、pH值
是指水中氢离子活度的负对数，是反映污水酸碱性的常用指标，一般情况下pH＜7为酸性，pH＝7为中性，pH＞7为碱性。可采用试纸法测定，也可采用玻璃电极法（方法来源GB6920—86）测定。
2、COD—化学需氧量
是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，用氧的毫克每升表示；化学需氧量反应了水中受还原性物质污染的程度。在废水中有机污染相当普遍，所以通常用它来反映污水中有机污染物的含量，单位为mg/L。测定方法采用重铬酸钾法（方法来源GB11914—89），记为CODcr。
3、BOD—生化需氧量
是指在一定条件下水中微生物分解有机物过程中消耗的溶解氧，以氧的毫克每升表示。它亦是一个反映污水中有机污染物含量的常用指标，为了使测定具有可比性，通常在200C条件下，培养5昼夜后测定的生化需氧量，称为五日生化需氧量，记为BOD5。BOD5一般采用稀释接种法（方法来源GB7488—87）。
4、SS—悬浮物浓度
是指水中未溶解的非胶态的固体物质，在条件适宜时可以沉淀。悬浮固体可分为有机性和无机性两类，反应污水汇入水体后发生淤积情况的感官指标，单位为mg/L，测定方法为重量法（方法来源GB11901—89）。
5、MLSS—污泥浓度
它是指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量，单位为g/l或mg/l，常用来表示曝气池内生物的多少。
6、Fw—污泥负荷
每日进入曝气池污水中的有机物总量和曝气池中活性污泥总量的比值，即单位量的活性污泥负担的有机物量，单位为kgBOD/kgMLSS。
7、Fv—容积负荷
每日进入曝气池污水的有机物总量和曝气池容积的比值，即单位曝气池容积负担的有机物量，单位为kgBOD/m3。
8、SV30—污泥沉降比
曝气池混合液30min静沉后的污泥量，以占混合液的体积百分比表示。SV30可以反映出曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余污泥，并能及时反应曝气池的异常情况，便于及时查找原因。根据经验，SV30控制在20～30%效果为佳，SV30达到60%以上时，污泥将要膨胀，出水水质将要变差。
9、SVI指数
SVI（mg/L）为污泥指数，曝气池出口处的混合液在静置30min后，每克悬浮固体所占的体积（mL），即评定活性污泥凝聚、沉淀性能的指标。当SVI值在50～150之间，此时污泥呈褐色、絮状，沉淀性能良好；当SVI值在小于50时，说明污泥泥龄过长或有机物含量过低，此时污泥细碎，颜色发黑，活性不好；当SVI值大于150时，污泥过于松散，呈浅褐色，沉淀性能较差。
10、DO—溶解氧
是指溶解于水中的氧的含量，以升水含氧气的毫克数来表示，单位为mg/l，标准测定方法采用碘量法测定。运行监测采用溶解氧测定仪。

第六章 菌种的培养与驯化
本污水站菌种的培养方式为CASS池先进行培养和驯化，随后进行厌氧罐的培养和驯化。
1、CASS池菌种的培养与调试
接种：先向CASS池内注入啤酒生产废水3米深，然后用泵把原氧化沟的泵入CASS池，泵入量300~800m3，现场根据污泥浓度确定（污泥浓度2000~4000mg/L）。
驯化：a. 闷曝：CASS池启动鼓风机连续曝气24h。在曝气过程中不进原废水，要控制池中溶解氧含量在1～3mg/L之间，并需测试污泥沉降比，若发现该值逐渐减少，说明这些污泥已粘附在填料上。
b.闷曝1天后，开启提升泵，CASS池按1/5负荷进水，以扩大培养。对微生物进行镜检时若发现水中游离细菌增多或原生动物逐步增加，则说明培菌驯化工作正常。此时要控制水温＞200C、pH为6～9、COD为400～500mg/L、水量为设计水量的1/5。由于驯化与培菌同时进行，其挂膜速度很快，一般5～7天后在填料表面就可以看到有很薄的一层膜，把它刮下来后进行镜检，发现其透光性好，有原生动物如纤毛虫、累枝虫、钟虫等出现，此时系统对COD的去除率可达30%～50%。若微生物增殖正常，水量可加大至设计负荷的1/4，当出水COD≤200mg/L时，稳定运行2天后，进水量加大至1/3负荷，提高负荷运行稳定后，可逐步加大负荷直至满负荷运行（大约30天后可按设计水量进行处理）。
2、厌氧罐菌种的培养与驯化
接种：将原有氧化沟储存污泥泵入厌氧罐 ，同时泵入300C左右的啤酒生产废水。
驯化：开启提升泵，以1/5负荷运行为佳（即开1小时停4个
小时），同时监测厌氧罐出水的pH值。此阶段要防止厌氧罐过度酸化，当出水pH小于6时应采用增加进水中的碱量进行调节。对pH的检测要及时，用精密pH试纸即可。
提高负荷的操作应逐步进行，当1/5负荷厌氧罐COD（化学需量量）去除率达20%时，再提高负荷至1/4负荷，当厌氧罐COD去除率达20%以上时，污水站稳定运行2天，再提高负荷至1/3负荷。提高负荷时一旦造成运行不好（如COD去除率大幅下降等）则放缓提高负荷的速度。COD、pH值及出水悬浮物的变化应严格检测，若异常应采取措施。当处理效率达20%以上时，可加快提高负荷。提高负荷运行稳定后，可逐步加大负荷直至满负荷运行。

第七章 正常运行期间污水站的操作
1、开启风机，调节CASS池气阀，保证系统曝气均匀（各气阀调节完毕，正常运行期间不需再重新调节）。
2、调节厌氧池进水量，随时要测定厌氧罐的pH值，要保持pH在6～8之间，当超出范围时要调整水质的酸碱度。
3、厌氧罐要保持一定的污泥浓度，应从取样阀及时取样，当从最高位置取样阀流出水样污泥量很少时，系统产生的多余污泥要用污泥泵泵入厌氧罐，当从最高位置取样阀流出水样污泥浓度大于4g/L时，打开厌氧罐排泥阀，厌氧罐泥水混合物即排入污泥浓缩池，进行浓缩，当污泥浓缩到一定程度，泵入压滤系统进行压滤，压滤后的污泥进行外运。同时注意厌氧罐排泥期间要关闭污泥回流泵。
4、CASS池连续进水，分两组运行，一组进行曝气，一组进行沉淀、排水。其中曝气2小时，沉淀1小时，排水1小时。
5、每天检测CODcr、MLSS指标，根据化验结果调整污泥回流阀，保证CASS池污泥浓度、处理效果处于最佳状态。
6、应经常观察调节池液下推进器是否运转，CASS池曝气是否均匀。
7、应经常观察提升泵、风机及污泥泵等自动控制系统，是否正常运行。
8、对各动力设备要做好维护和保养。

第八章 常见问题及解决办法
1、泡沫
生物膜及活性污泥受到意外的酸碱、有毒物质、负荷冲击，活性受抑制，易产生泡沫。泡沫由于下列因素而加强。
⑴ 曝气池液的MLSS（污泥浓度）降低。
⑵ 鼓风量过大。
⑶ 气温升高或骤降。
⑷ 阴雨天气压较低。
处理措施：
⑴ 泡沫可用喷水较容易地去除。
⑵ 喷洒少量消泡剂在池面。消泡剂能很快消泡，但其作用不长久，需反复使用。
⑶ 增加曝气池MLSS浓度，这是最简单和最有效的补救措施。一般说来，2500mg/L以上的MLSS浓度可有效减少泡沫的产生。
2、颜色和气味
CASS池：质量好的活性污泥呈深褐色，如果在一定时间内相当比例的工业废水进入原污水，活性污泥的颜色可能改变。
污泥变为黑色通常意味着水质恶化过程的开始，这是由于曝气不足所致。在曝气池中黑色污泥往往释放出硫化氢的气味，此时必须增加供氧并加大污泥量。
厌氧罐：正常情况下，厌氧罐易产生污泥味，但在局部积水及酒糟大量积聚时易产生恶臭味。消除或减轻恶臭味的方法是调整厌氧罐的进水阀，让厌氧池均匀进水，打开疏通阀，防止局部水不流通成死水，本系统安装有除臭装置，可以防止污水站臭味的产生。
3、CASS池生物膜大量脱落、出水水质变差
CASS池在溶解氧不足，进水pH过酸或过碱，负荷突然增大及过量有毒有害物质进入系统时，都会出现出水水质变差的情况。具体处理方法是，一边及时回流污泥至污泥浓缩池，一边降低进水负荷，同时加大曝气量，待混合液溶解氧上升至0.5mg/L以上或SV30（30分钟沉降比）低于40%,出水CODcr低于100mg/L时,再慢慢提高负荷。
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